H.杰弗里斯(Sir Harold Jeffreys,1891~1989)是世界著名的英国科学家和现代地球物理学开创者之一。他一生兴趣广泛,在地球物理学,天文学,概率论,及数学物理方法等诸多领域都做出了卓越贡献。早在1926年,他就首次证明了地核是液态的,其在1935年编制的地震走时表一直沿用。
《地球:它的起源、历史及物理结构》(以下简称《地球》)是他对地球物理学的重要贡献之一,也是地球科学的经典之作。这部巨著在1924年到1976年间共出版了六个版本。每个版本的内容都有较大变化,并随着他本人及相关研究的最新进展,不断更改和增加了新的内容。《地球》的初稿来自杰弗里斯在剑桥大学的“地球内部物理”的讲座材料。1924年第1版内容包括宇宙、太阳系及月球起源,地球年龄,地球热历史,弹性体的运动方程,山脉的重力造成的地壳弯曲,重力均衡理论,地表特征的理论,地震学,地球与月球的形状,潮汐摩擦,及纬度的变化(钱德勒摆动)。5年后的第2版大大扩展了地震学的内容。到了1976年的最后版本的内容包括岩石的力学性质,弹性波理论,观测地震学,地月形状理论,地球内部的应力差,地球的章动、固体潮和自由震荡,潮汐摩擦,地球的年龄,地球的热历史,地表特征的成因。
本书的主要目的是用理论对地球观测提供定量解释。因而文中数学推导较多。他写道“简而言之,如果数学处理是地球物理学所必须的,那么负责任的是地球,而不是地球物理学”。这本巨著充满智慧,思维严谨,对复杂的问题论证深刻。作者利用娴熟的数理技巧,渊博的知识,超凡的分析和逻辑思维能力,给我们推理、推导和展示了地球的许多重大问题的理论和解释。但需要注意的是,从现今来看,很多内容过时了,甚至有一些是不正确的。比如杰弗里斯是大陆漂移和板块理论毕生执着的反对者。20世纪90年代在美国加州理工学院时,英国著名地球物理学家R.海德(Raymond Hide)讲述了关于杰弗里斯的一个诙谐故事:“为什么大部分大陆都在北半球?因为我只在北半球讲学。”这本书适合希望量化了解地球的专业和非专业人士。对于数理基础较差的读者,建议可以跳过数理推导,重点关注其中的主要科学思想与思维。跨越了半个多世纪的不断探索,经历了地球物理学早期的突飞猛进的发展,这6版《地球》为后人理解、学习和研究地球的演化与结构提供了极为宝贵的思想和财富。